Подбор площади сечения арматуры для колонны по оси А
Курсовой проект №2
«Проектирование одноэтажного промышленного здания с крановыми нагрузками»
Студент гр. ОхотаСъестьЕнота
Проверил:
Санкт-Петербург
2005 год.
Расчет поперечной рамы каркаса.
Задание на проект.
Лесопильный цех;
Район строительства по весу снегового покрова – III, по скоростному напору ветра – I ;
Общая длина здания – L= 84 м;
Размеры пролетов – l1= 24 м;
Грузоподъемность кранов – 20 т (в пролете два крана среднего режима работы);
Отметка головки рельса подкранового пути – hгр= 11,00м;
Геологические и гидрогеологические данные – R= 2,4 кГ/ см2.
1. Поперечное сечение здания.
2. Статический расчет поперечной рамы.
Определение нагрузок.
Постоянные нагрузки:
а) Собственный вес 1 м2 покрытия:
| Наименование элементов конструкции | Нормативная нагрузка qn, Н/ м2 | Коэффициент надежности по нагрузке γf | Расчетная нагрузка q, Н/ м2 |
| Железобетонные крупнопанельные плиты покрытия с заливкой швов Обмазочная пароизоляция Утеплитель 0,1×400 Асфальтовая стяжка 2 см Рулонный ковер | 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 | ||
| Итого |
б) Расчетная нагрузка, передаваемая фермой покрытия на крайнюю колонну:
,
Где
Gbn= 108 кН – собственный вес фермы;
γf= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1);
l1= 24 м – пролет поперечной рамы;
l2= 12 м – шаг колонн.
.
Расчетная нагрузка, передаваемая балками покрытия на среднюю колонну:
в) Расчетная нагрузка от собственного веса подкрановой балки и веса подкранового пути на колонну:
,
где
Gcb,n = 107 кН – собственный вес подкрановой балки;
1,5 кН/ м – вес подкранового пути.
.
г) Расчетная нагрузка от собственного веса колонн:
Крайняя колонна, надкрановая часть:
,
Где
a* b= 0,5* 0,6 м – сечение верхней части колонны;
H1=3,050 м – высота надкрановой части колонны;
γ= 25 кН/ м3 – удельный вес железобетона;
γf= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1).
.
Крайняя колонна, подкрановая часть:
,
Где
а* с= 0,5* 0,8 м – сечение нижней части колонны;
Н= 13,5м – высота колонны;
γ= 25 кН/ м3 – удельный вес железобетона;
γf= 1,1 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1).
д) Нагрузка от собственного веса самонесущих стен передается в данном случае через фундаментные балки на фундаменты, не оказывая существенного влияния на колонны.
Временные (кратковременно действующие) нагрузки:
а) Снеговая нагрузка:
Распределение снеговой нагрузки по покрытию принимается равномерным.
Расчетная снеговая нагрузка на 1 м2 площади покрытия:
,
Где
Psn,n= 1800 Н/ м2 – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности для III района строительства (СНиП 2.01.07-85 табл.4);
с= 1– коэффициент перехода веса от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие (СНиП 2.01.07-85 прил.3, схема 5);
γf= 1,4 – коэффициент надежности по нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.1).
.
Расчетная нагрузка от снега на крайнюю колонну:
,
.
б) Вертикальная нагрузка от кранов:
Nn,max= 220 кН;
Nn,min= (Q+ G)/ m- Nn,max,
Где
Q= 200 кН – грузоподъемность крана;
G= 360 кН – общий вес крана;
m= 2 – число колес на одной стороне крана.
Nn,min= (200+360)/ 2-220= 60 кН.
Расчетные давления при коэффициенте надежности по нагрузке γf= 1,1:
,
;
,
.
Расчетные максимальное и минимальное давления на колонну от двух сближенных кранов определяю по линии влияния давления на колонну:
,
Где
ψ= 0,85 – коэффициент сочетания для кранов среднего режима работы (СНиП 2.01.07-85 п.4,7).
кН;
,
кН.
Расчетная горизонтальная нагрузка от поперечного торможения крана с гибким подвесом груза:
,
Где
0,05 – коэффициент для кранов с гибким подвесом груза (СНиП 2.01.07-85 п.4,4);
Gт= 85 кН – вес тележки крана.
.
Горизонтальная нагрузка на колонну от поперечного торможения двух сближенных кранов:
,
.
г) Горизонтальная ветровая нагрузка:
Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки:
,
где
ω0=230Н/ м2 – нормативное значение ветрового давления для I района строительства по ветровой нагрузке (СНиП 2.01.07-85 табл.5);
с – аэродинамический коэффициент,
с наветренной стороны с= 0,8,
с подветренной стороны с= -0,6;
k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (СНиП 2.01.07-85 табл.6);
На высоте 20 м k= 1,25, на высоте 10 м k= 1,0, для промежуточных высот значение k определяю линейной интерполяцией.
В моем случае высота здания +17,4м, а отметка верха колонны +13,5 м.
Среднее значение увеличения нагрузок на участке высотой (17,4- 10) м:
.
Расчетная ветровая нагрузка на каждую из колонн крайнего ряда, расположенных с шагом 12 м, с наветренной стороны:
1) Равномерно распределенная в пределах высоты колонны:
,
.
2) Дополнительная сосредоточенная ветровая нагрузка на участке от 10 м до 13,5 м, получающаяся за счет разных коэффициентов k, и приложенная на уровне верха колонны:
,
.
3) Сосредоточенная ветровая нагрузка, действующая на стену выше верха колонны на участке от 13,5 м до 17,4 м:
,
.
Суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка в уровне верха колонн:
W1= W1/+ W/,
W1= 0,787+ 10,56= 11,347 кН.
С заветренной стороны:
1) Равномерно распределенная нагрузка в пределах высоты колонны:
,
.
2) Суммарная сосредоточенная ветровая нагрузка на уровне верха колонны:
W2= W1* 0,6/ 0,8,
W2= 11,347* 0,6/ 0,8= 8,51кН.
В поперечной раме в продольном направлении ригель условно принимается абсолютно жестким, действие сил с наветренной и заветренной сторон здания принимается как действие суммы этих сил, приложенных с наветренной стороны:
W= W1+ W2= 11,347+ 8,51= 19,86 кН.
3. Расчет колонны.
Подбор площади сечения арматуры для колонны по оси А.
Колонна К1 по оси А имеет прямоугольный профиль и сплошное сечение.
3.1.1 Исходные данные для расчета.
Бетон тяжелый класса В15, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении:
Rb= 8,5 МПа, Rbt= 0,75 МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.13),
Еb= 20,5* 103 МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.18).
Арматура класса АIII d> 10 мм:
Rs= Rsc= 365 МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.22),
Еs= 20* 104 МПа (СНИП 2.03.01-84, табл.29).